铝构件的表面形成覆膜的方法、表面形成有覆膜的铝构件和内燃机用活塞技术

提供一种具有高绝热性和高均热性二者且具有高绝热性和高均热性二者的铝构件的表面形成覆膜的方法、表面形成有覆膜的铝构件和内燃机用活塞。表面形成有覆膜的铝构件至少包括：第一被覆膜2，其形成在铝构件1的表面上；和第二被覆膜3，其形成在第一被覆膜2的表面上，并且其热导率高于第一被覆膜2的热导率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术设及侣构件的表面形成覆膜的方法、表面形成有覆膜的侣构件和内燃机用 活塞。本申请要求2014年3月27日提交的日本专利申请No. 2014-065955和2014年4月 23日提交的日本专利申请No. 2014-089274的优先权，通过参考将其整体并入本文中。
技术介绍
W往，已要求由侣或侣合金制成的构件（下文中，称作侣构件）具有绝热性。例 如，当此类侣构件用于形成内燃机的发动机的燃烧室的组件或者作为内燃机用活塞的一部 分（下文中，也称作燃烧室的一部分）时，为了改进燃烧室内的热效率的目的，要求通过在 构件上形成覆膜来改进构件的绝热性。 作为此类方法，已知可在燃烧室的由侣构件制成的气缸盖（巧linderhead)的底 面上形成阳极氧化覆膜作为遮热膜，从而赋予火花塞附近绝热性，并且随着距火花塞的距 离增加，遮热膜的膜厚度逐渐减小，从而防止为异常燃烧的爆震（专利文献1)。还已知可W 在燃烧室的由侣构件制成的壁面的至少一部分上形成阳极氧化覆膜作为遮热膜，并且使得 在吸气阀侧的区域中壁面的至少一部分上的遮热膜的绝热性能高于排气阀侧的区域中壁 面上的遮热膜的绝热性能（专利文献2)。 日本专利申请2012-159059号公报 日本专利申请2013-24143号公报
技术实现思路
如果像在内燃机用活塞的情况下在整个燃烧室内设置遮热板，则热在整个燃烧室 内累积，并且难W消散。特别是在高负荷时，爆震倾向于发生。为了抑制此类爆震，必须实 现绝热性和使壁面溫度迅速均匀的均热性二者。 鉴于上述问题，本专利技术的目的为提供具有高绝热性和高均热性二者的侣构件的表 面形成覆膜的方法、表面形成有覆膜的侣构件和内燃机用活塞。 一方面，根据本专利技术的表面形成有覆膜的侣构件至少包括：第一被覆膜，其形成在 侣构件的表面上；和第二被覆膜，其形成在第一被覆膜的表面上，并且其热导率高于第一被 覆膜的热导率。 一方面，根据本专利技术的侣构件的表面形成覆膜的方法包括下列步骤：向侣构件施 加交流直流重叠电解形成第二阳极氧化覆膜；向侣构件施加直流电解形成第一阳极氧化覆 膜；和使用给定的成膜法在第二阳极氧化覆膜的表面上形成覆膜，该覆膜的热导率高于第 一阳极氧化覆膜和第二阳极氧化覆膜的热导率。 本专利技术使得可得到具有高绝热性和高均热性二者的侣构件的表面形成覆膜的方 法、表面形成有覆膜的侣构件和内燃机用活塞。【附图说明】 图1为示意性示出与根据本专利技术的侣构件的表面形成覆膜的方法和表面形 成有覆膜的侣构件相关的表面形成有覆膜的侣构件的截面图。 图2为示意性示出与根据本专利技术的侣构件的表面形成覆膜的方法、表面形 成有覆膜的侣构件和内燃机用活塞相关的用于形成第一被覆膜的阳极氧化处理设备的构 成图。 图3为用于说明根据本专利技术的侣构件的表面形成覆膜的方法中第一被覆膜 和第二被覆膜的形成方法的示意性流程图。 图4为与侣构件的表面形成覆膜的方法、表面形成有覆膜的侣构件和内燃 机用活塞相关的试验例的试验片的截面照片。【具体实施方式】 将参照附图进一步详细描述根据本专利技术的表面形成有覆膜的侣构件的实施方案。 图1为示出本实施方案的表面形成有覆膜的侣构件的示意性截面图。如图1所示，表面形 成有覆膜的侣构件包括侣构件1、第一被覆膜2和第二被覆膜3。注意，当侣构件1包含作 为杂质和/或添加剂的娃时，娃5内包在第一被覆膜2中。表面形成有覆膜的侣构件优选 作为燃烧室的一部分。在该情况下，不仅可赋予燃烧室所要求的高绝热性和高均热性，而且 还可赋予如耐腐蚀性、耐冲击性、耐久性、拒水性和拒油性等多种性能。 侣构件1具有涂布有第一被覆膜2和第二被覆膜3的表面。侣构件1不仅可由侣 制成，而且还可由含有如娃和铜等合金成分的侣合金，或者如含有此类合金成分的锻造侣 材、铸造侣材或压铸侣材（ADC)等侣合金制成，并且侣构件1还包括通过将侣或侣合金加工 成组件等得到的加工品。更具体地，侣合金的实例包括如AC4、AC8、AC8A和AC9等AC材料， 如ADC10至ADC14等ADC材料和A1000至A7000等。注意，在本实施方案中，燃烧室的一部 分所要求的"绝热性"指将从内燃机的燃烧部向外侧的热和/或从外侧向燃烧部的热隔绝 的性能和/或功能。 侣构件1可包含杂质和/或添加剂。杂质和/或添加剂包括娃（Si)、铜（Cu)、儀 (Mg)、锋狂η)、铁（Fe)、锡（Sn)、儘（Μη)、儀（Ni)和铁灯i)等。运些杂质和/或添加剂相对 于侣构件优选为8质量％W上且30质量％ ^下。侣构件1包含除侣W外的杂质元素。由 于阳极氧化覆膜难W在所述杂质元素的周围生长，所W微气孔（间隙）倾向于在为阳极氧 化覆膜的第一被覆膜2中形成。注意，在本实施方案中，娃5作为杂质的实例而示出。添加 娃5W提高侣构件1的铸造性和耐磨耗性等。 第一被覆膜2设置在侣构件1的表面上，并且包括第一阳极氧化覆膜2a和第二阳 极氧化覆膜2b。第一被覆膜2赋予侣构件1例如高绝热性、耐腐蚀性、耐冲击性、耐久性、拒 水性和拒油性等多种功能。另外，第一被覆膜2构成为主要起到表面形成有覆膜的侣构件 的绝热膜的功能。 第一阳极氧化覆膜2a为通过施加直流电解设置在侣构件1的表面上的多孔覆膜。 第一阳极氧化覆膜2a由于直流电解法而具有规则的取向性。由于该原因，第一阳极氧化覆 膜2a构成为具有比第二阳极氧化覆膜化多的气孔（第一气孔），并且具有高孔隙率。另 夕F，还由于娃5等的存在而形成所述第一气孔。 存在于第一阳极氧化覆膜2a内部的许多第一气孔内的空气具有低热导率。因此， 第一阳极氧化覆膜2a具有比第二阳极氧化覆膜化高的绝热性。另外，第一阳极氧化覆膜 2a具有耐腐蚀性，因而能够防止可能引起侣构件1的腐蚀的物质到达侣构件1。第一阳极 氧化覆膜2a赋予侣构件1高绝热性和耐腐蚀性，并且与第二阳极氧化覆膜化协作，赋予侣 构件1高度可靠的绝热性能和耐腐蚀性能。 第二阳极氧化覆膜化为通过施加交流直流重叠电解设置在侣构件1的表面上的 多孔覆膜。第二阳极氧化覆膜化具有多个气孔（第二气孔）。另外，还由于娃5等的存在 而形成所述第二气孔。由于交流直流重叠电解法，第二阳极氧化覆膜化具有起因于无规取 向的致密性（denseness)。具体地，第二阳极氧化覆膜化为相对于侣构件1的表面沿随机 方向生长且不具有取向性的阳极氧化覆膜。由于该原因，第二阳极氧化覆膜化具有比第一 阳极氧化覆膜2a高的耐腐蚀性，并且能够防止可能引起侣构件1腐蚀的物质例如水到达侣 构件1。更具体地，由于第二气孔沿随机方向取向，所W还可防止在一个方向的压力下可能 引起腐蚀的物质水一次浸入多个孔中。注意，"致密性"指第二阳极氧化覆膜化的孔隙率低 于第一阳极氧化覆膜2a的孔隙率。第二阳极氧化覆膜化像盖子一样覆盖第一阳极氧化覆膜2a的第一气孔，而不堵 塞第一气孔。W此方式，改进了第一阳极氧化覆膜2a的绝热性。换言之，第二阳极氧化覆 膜化赋予侣构件1高耐腐蚀性，并且还改进第一阳极氧化覆膜2a的绝热性。另外，第二阳 极氧化覆膜化具有高密度和高硬度，并且具有低表面粗糖度。注意，表述"具有低表面粗 糖度"指第二阳极氧化覆膜化的表面具有比第一阳极氧化覆膜2a的表面更好的平滑性。 第二阳极氧化覆膜化的良好平滑性对形成于第二阳极本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种表面形成有覆膜的铝构件，其至少包括：第一被覆膜，其形成在铝构件的表面上；和第二被覆膜，其形成在所述第一被覆膜的表面上，并且其热导率高于所述第一被覆膜的热导率。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：村上春彦，藤田昌弘，中村宗昭，
申请(专利权)人：铃木株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP